De la chimie nait une nano-voiture !

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Qui a dit que la chimie et la robotique Ă©taient deux choses bien distinctes ? Ceux qui n’ont pas assez observĂ© la nature et le corps humain !
En effet, ce sont des milliards de molĂ©cules qui interagissent dans notre corps pour que celui-ci vive. Que ce soit pour l’irrigation sanguine, la gestion de l’alimentation ou la contraction des muscles. La nature a tout imaginĂ© en modèle très rĂ©duit !
Feringa et ses collègues de l’universitĂ© de Groningen dans les Pays-Bas, ont construit une molĂ©cule qui semble se dĂ©placer comme une voiture dotĂ©e de ses quatre roues. Cette Ă©quipe de chercheurs Ă©tait dĂ©jĂ  Ă  l’origine du premier moteur molĂ©culaire contrĂ´lĂ© par la lumière, mais leur dernière crĂ©ation fonctionne grâce Ă  des flux d’Ă©lectrons provenant d’un microscope Ă  effet tunnel (STM).
Pourtant, un microscope Ă  effet tunnel n’est pas sensĂ© fournir de l’Ă©nergie… Cette invention de 1981 est un microscope en champ proche qui exploite la physique quantique. Étant donnĂ© qu’il est difficile de visualiser les atomes, cette technologie s’est avĂ©rĂ©e ĂŞtre une Ă©norme avancĂ©e.

Pour simplifier l’explication, nous dirons qu’une pointe parcours une surface d’atomes. Des Ă©lectrons passent alors de la surface vers la pointe du microscope par effet tunnel. L’intensitĂ© du courant dĂ©pend de la distance entre la pointe et la surface explorĂ©e. La hauteur de la pointe est rĂ©gulĂ©e en fonction de l’intensitĂ© du courant, ce qui permet de scanner une surface d’atomes et d’avoir une idĂ©e de la forme des molĂ©cules.

D’autres groupes de scientifiques de l’universitĂ© de l’Illinois, Ă  Chicago, ont crĂ©Ă© des rotors molĂ©culaires fixĂ©s sur une surface quelques temps plus tĂ´t. Petr Král Ă©tait le premier Ă  Ă©mettre l’idĂ©e de contrĂ´ler des rotors molĂ©culaires grâce Ă  l’effet tunnel.
Attardons nous tout de mĂŞme sur la dĂ©finition de ce fameux effet tunnel… Une explication scientifique est disponible sur le site de WikipĂ©dia, mais le but ici est d’expliquer grossièrement le principe.
Aujourd’hui, les lois de la physique ne sont pas les mĂŞmes selon que l’on se place dans le monde du tout petit ou le monde Ă  notre Ă©chelle. Au niveau des Ă©lectrons, il est possible de traverser un mur qu’on appellera une barrière de potentiels. MĂŞme si l’Ă©nergie qui traverse ce mur est minime, on la visualise tout de mĂŞme.
Sur la vidĂ©o ci-dessous, imaginez que la courbe qui se dĂ©place est un ensemble d’Ă©lectrons et que le rectangle jaune est une barrière de potentiel. On constate qu’une partie des Ă©lectrons est passĂ©e Ă  travers cette barrière. Il y a donc un courant induit, et c’est ce phĂ©nomène qui est utilisĂ© par le microscope Ă  effet tunnel. Sur ce dernier, la barrière de potentiel correspond au trou qu’il y a entre la pointe et la surface de l’objet observĂ©.

Revenons Ă  l’Ă©quipe de Feringa qui, quelques temps plus tĂ´t, avait travaillĂ© sur des moteurs contrĂ´lĂ©s par la lumière dans un liquide. Passer Ă  une surface sèche pour la voiture molĂ©culaire a Ă©tĂ© plus rude. En effet, une machine molĂ©culaire a besoin d’une plus grande flexibilitĂ© pour se mouvoir librement sur une surface sèche.

C’est après cinq annĂ©es de travail que cette voiture nĂ©e. 500mV suffisent Ă  faire avancer ses roues de 0.7nm de diamètre. A l’Ă©chelle atomique, pas besoin de roues rondes pour rouler ! Le plus compliquĂ© est d’Ă©tablir une cohĂ©rence dans leur rotation.
Cette voiture ne pourra certes pas être conduite dans la rue, mais elle pourra servir en tant que nano-robot pour mener des missions à bien : Élimination de cellules cancéreuses dans le corps humain, etc.
Cela nous rappelle le robot ADN dont nous parlions il y a quelques jours.
La science avance et les domaines de recherche se mĂ©langent de plus en plus ! La robotique, c’est vraiment passionnant ! Attention sur la route tout de mĂŞme ! 🙂
Source :
Wikipédia
IEEE Spectrum

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